特許 7602552 演算装置、および演算方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-10

(45)【発行日】2024-12-18

(54)【発明の名称】演算装置、および演算方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/26 20060101AFI20241211BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B41F15/26 A

H05K3/34 505D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022551509

(86)(22)【出願日】2020-09-25

(86)【国際出願番号】 JP2020036176

(87)【国際公開番号】W WO2022064625

(87)【国際公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-07-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 敦志

【審査官】加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１９１４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１５６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３４６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１２２５２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００８／１１３８２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ １５／００ － １５／４６

Ｇ０３Ｆ ７／２０ － ７／２４

Ｇ０３Ｆ ９／００ － ９／０２

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板とマスクとの一方に、長方形の頂点に位置するように配置された４つのマークが記されており、前記４つのマークのうちの第１のマークと第２のマークとを結ぶ線と前記４つのマークのうちの第３のマークと第４のマークとを結ぶ線とが直交し、基板とマスクとの他方に、第５のマークが記されている場合に、
それら５つのマークが露出し、前記第５のマークが前記４つのマークの中心に位置するように重ねられた基板とマスクとの撮像データを利用して、前記第１のマークと前記第２のマーク、若しくは、前記第３のマークと前記第４のマークに基づいて、前記撮像データに基づく画像の傾きを演算し、前記第１のマークと前記第２のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離と前記第３のマークと前記第４のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離とに基づいて、前記画像を撮像したカメラの光軸のズレにより生じた画素数の差を補正した上で、前記４つのマークの中心と前記第５のマークとの位置ズレ量を演算する演算装置。

【請求項2】

前記第１のマークと前記第２のマークと前記第３のマークとは同じ形状であり、前記第４のマークは前記第１のマークと前記第２のマークと前記第３のマークと異なる形状である場合に、
前記撮像データでの前記第４のマークの位置に基づいて、前記撮像データに基づく画像の向きを演算する請求項１に記載の演算装置。

【請求項3】

基板とマスクとの一方に、前記４つのマークが２組、記されており、基板とマスクとの他方に、前記第５のマークが２個、記されている場合に、
前記２組の４つのマークのうちの一方の４つのマークの中心と、前記２個の第５のマークのうちの一方の第５のマークとの位置ズレ量と、前記２組の４つのマークのうちの他方の４つのマークの中心と、前記２個の第５のマークのうちの他方の第５のマークとの位置ズレ量とに基づいて、基板とマスクとの回転角度を演算する請求項１または請求項２に記載の演算装置。

【請求項4】

基板とマスクとの一方に、長方形の頂点に位置するように配置された４つのマークが記されており、前記４つのマークのうちの第１のマークと第２のマークとを結ぶ線と前記４つのマークのうちの第３のマークと第４のマークとを結ぶ線とが直交し、基板とマスクとの他方に、第５のマークが記されている場合に、
それら５つのマークが露出し、前記第５のマークが前記４つのマークの中心に位置するように重ねられた基板とマスクとの撮像データを利用して、前記第１のマークと前記第２のマーク、若しくは、前記第３のマークと前記第４のマークに基づいて、前記撮像データに基づく画像の傾きを演算し、前記第１のマークと前記第２のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離と前記第３のマークと前記第４のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離とに基づいて、前記画像を撮像したカメラの光軸のズレにより生じた画素数の差を補正した上で、前記４つのマークの中心と前記第５のマークとの位置ズレ量を演算する演算方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板とマスクとの位置ズレを演算する演算装置および、演算方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

基板にクリームはんだ等を印刷する印刷機では、下記特許に記載されているように、基板とマスクとが版合わせされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－０１８１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書は、基板とマスクとを正確に版合わせすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本明細書は、基板とマスクとの一方に、長方形の頂点に位置するように配置された４つのマークが記されており、前記４つのマークのうちの第１のマークと第２のマークとを結ぶ線と前記４つのマークのうちの第３のマークと第４のマークとを結ぶ線とが直交し、基板とマスクとの他方に、第５のマークが記されている場合に、それら５つのマークが露出し、前記第５のマークが前記４つのマークの中心に位置するように重ねられた基板とマスクとの撮像データを利用して、前記第１のマークと前記第２のマーク、若しくは、前記第３のマークと前記第４のマークに基づいて、前記撮像データに基づく画像の傾きを演算し、前記第１のマークと前記第２のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離と前記第３のマークと前記第４のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離とに基づいて、前記画像を撮像したカメラの光軸のズレにより生じた画素数の差を補正した上で、前記４つのマークの中心と前記第５のマークとの位置ズレ量を演算する演算装置を開示する。

【0006】

また、上記課題を解決するために、本明細書は、基板とマスクとの一方に、長方形の頂点に位置するように配置された４つのマークが記されており、前記４つのマークのうちの第１のマークと第２のマークとを結ぶ線と前記４つのマークのうちの第３のマークと第４のマークとを結ぶ線とが直交し、基板とマスクとの他方に、第５のマークが記されている場合に、それら５つのマークが露出し、前記第５のマークが前記４つのマークの中心に位置するように重ねられた基板とマスクとの撮像データを利用して、前記第１のマークと前記第２のマーク、若しくは、前記第３のマークと前記第４のマークに基づいて、前記撮像データに基づく画像の傾きを演算し、前記第１のマークと前記第２のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離と前記第３のマークと前記第４のマークとの並ぶ方向での単位画素当たりの距離とに基づいて、前記画像を撮像したカメラの光軸のズレにより生じた画素数の差を補正した上で、前記４つのマークの中心と前記第５のマークとの位置ズレ量を演算する演算方法を開示する。

【発明の効果】

【0007】

本開示では、基板とマスクとの一方に、長方形の頂点に位置するように配置された４つのマークが記されており、４つのマークのうちの第１のマークと第２のマークとを結ぶ線と４つのマークのうちの第３のマークと第４のマークとを結ぶ線とが直交し、基板とマスクとの他方に、第５のマークが記されている。そして、第５のマークが４つのマークの中心に位置するように重ねられた基板とマスクとの撮像データに基づいて、撮像データに基づく画像の傾きと、４つのマークの中心と第５のマークとの位置ズレ量とが演算される。これにより、基板とマスクとを正確に版合わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】印刷機を示す側面図である。

【図2】印刷機を示す平面図である。

【図3】制御装置を示すブロック図である。

【図4】バーニア状のパターンが記されている治具基板と、バーニア状のパターンが記されている治具マスクとを版合わした状態を示す図である。

【図5】バーニア状のパターンが記されている治具基板と、バーニア状のパターンが記されている治具マスクとを版合わした状態を示す図である。

【図6】治具基板を示す平面図である。

【図7】基準パターンを示す図である。

【図8】治具マスクを示す平面図である。

【図9】版合わせされた状態の治具基板及び治具マスクでの基準パターンと測定パターンとを示す図である。

【図10】変形例の基準パターンを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

【0010】

図１及び図２に印刷機１０を示す。印刷機１０は、回路基板にクリームはんだを印刷するための作業機である。印刷機１０は、搬送装置２０と、マスク保持装置２２と、撮像装置２３と、スキージ装置２４と、はんだ供給装置２６と、制御装置（図３参照）２８とを備えている。なお、図１は、印刷機１０を側方からの視点において示す図であり、図２は、印刷機１０を上方からの視点において示す図である。

【0011】

搬送装置２０は、コンベア装置３０と、基板昇降装置３２とを有している。コンベア装置３０は、１対のコンベアベルト３４と、コンベアベルト３４を周回させる電磁モータ（図３参照）３６とを有している。なお、コンベアベルト３４の延びる方向をＸ方向、そのＸ方向に水平に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向の両方に直交する方向をＺ方向と称する。そして、回路基板３８が、それら１対のコンベアベルト３４によって支持され、電磁モータ３６が駆動することで、Ｘ方向に搬送される。また、基板昇降装置３２は、１対のコンベアベルト３４の間に配設されており、それら1対のコンベアベルト３４により支持された回路基板３８を、支持ピン４０を介して、回路基板３８の下面から支持し、所定の位置において昇降させる。

【0012】

マスク保持装置２２は、マスク５０を固定的に保持するためのものであり、マスク５０は、金属製、例えばステンレス製のシートからなり、複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。マスク保持装置２２は、搬送装置２０の上方に配設されたマスク支持台５２と、そのマスク支持台５２の上面に配設されたマスク保持機構５４とを有している。マスク支持台５２の中央部には、開口部（図示省略）が形成されており、その開口部を覆うように、マスク５０がマスク支持台５２の上に載置される。そして、マスク支持台５２の上に載置されたマスク５０が、マスク保持機構５４によって固定的に保持される。なお、マスク保持機構５４は、保持したマスク５０の位置をＸ方向及びＹ方向に調整するとともに、マスクの中心を軸心とする鉛直線回りの回転角度を調整するための調整装置５６を有している。

【0013】

また、マスク支持台５２に形成されている開口部は、回路基板３８より大きくされている。そして、搬送装置２０により所定の位置に搬送された回路基板３８が、基板昇降装置３２によって上昇することで、マスク保持装置２２に保持されたマスク５０の下面に密着する。また、マスク５０の下面に密着している回路基板３８が、基板昇降装置３２によって下降することで、マスク５０の下面から離間する。

【0014】

また、撮像装置２３は、カメラ移動装置６０と、上方カメラ６２と、下方カメラ６４とを有している。カメラ移動装置６０は、１対のスライドレール６６と、Ｙスライダ６８と、Ｘスライダ７０とを含む。１対のスライドレール６６は、上下方向において搬送装置２０とマスク保持装置２２との間で、互いに平行かつ、Ｙ方向に延びるように配設されている。Ｙスライダ６８は、１対のスライドレール６６によってスライド可能に保持されており、電磁モータ（図３参照）７２の作動により、Ｙ方向にスライドする。Ｘスライダ７０は、Ｙスライダ６８の下面側にＸ方向にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ（図３参照）７６の作動により、Ｘ方向にスライドする。なお、スライドレール６６は、搬送装置２０の基板昇降装置３２と上下方向において重なっておらず、Ｙスライダ６８が、基板昇降装置３２の上方から移動することで、回路基板３８は、撮像装置２３と当接することなく、基板昇降装置３２により上昇する。また、Ｘスライダ７０は、Ｙスライダ６８の下面側から側方に向って延び出しており、その延び出したＸスライダ７０の上面に、上方カメラ６２が上を向いた状態で取り付けられている。一方、Ｘスライダ７０の下面には、下方カメラ６４が下を向いた状態で取り付けられている。

【0015】

また、スキージ装置２４は、スキージ移動装置８０と、１対のスキージ８２，８４と、スキージ昇降装置８６とを有している。スキージ移動装置８０は、１対のスライドレール８８とスライダ９０とを含む。１対のスライドレール８８は、マスク保持装置２２の上方において、互いに平行かつ、Ｙ方向に延びるように配設されている。スライダ９０は、１対のスライドレール８８にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ（図３参照）９２の作動により、Ｙ方向にスライドする。また、１対のスキージ８２，８４の各々は、概して板状をなし、可撓性を有する素材により形成されている。１対のスキージ８２，８４は、互いに向かい合うとともに、Ｘ方向に延びるように配設され、スライダ９０の下方において、スキージ昇降装置８６によって保持されている。そのスキージ昇降装置８６は、１対のスキージ８２，８４を個別に昇降させる。

【0016】

また、はんだ供給装置２６は、クリームはんだを供給する装置であり、クリームはんだを吐出する吐出口９６が、はんだ供給装置２６の下面に形成されている。そして、はんだ供給装置２６は、スライダ９０のＹ方向における側面の略中央部に固定されている。これにより、はんだ供給装置２６は、スキージ移動装置８０の作動によりＹ方向の任意の位置に移動する。

【0017】

制御装置２８は、図３に示すように、コントローラ１００と、複数の駆動回路１０２と、画像処理装置１０６とを備えている。複数の駆動回路１０２は、上記電磁モータ３６，７２，７６，９２、基板昇降装置３２、調整装置５６、スキージ昇降装置８６、はんだ供給装置２６に接続されている。コントローラ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０２に接続されている。これにより、搬送装置２０、スキージ装置２４等の作動が、コントローラ１００によって制御される。また、コントローラ１００は、画像処理装置１０６にも接続されている。画像処理装置１０６は、上方カメラ６２若しくは下方カメラ６４によって得られた撮像データを処理するものであり、コントローラ１００は、撮像データから各種情報を取得する。

【0018】

印刷機１０では、上述した構成によって、回路基板３８が所定の位置まで搬送され、基板昇降装置３２によって上昇されることで、マスク保持装置２２に保持されているマスク５０の下面に密着する。なお、マスク５０には、回路基板３８のパッド等のパターンに合わせて貫通孔(図示省略)が形成されている。そして、マスク５０にクリームはんだが塗布されることで、マスク５０の貫通穴を介して、クリームはんだが回路基板３８に印刷される。

【0019】

具体的には、回路基板３８が印刷機１０に搬入され、所定の位置まで搬送される。そして、Ｘスライダ７０が、カメラ移動装置６０の駆動により回路基板３８の上方に移動し、Ｘスライダ７０に取り付けられている下方カメラ６４によって、所定の位置まで搬送された回路基板３８が撮像される。回路基板３８の上面には、フィデュ―シャルマーク（図示省略）が記されおり、その撮像データに基づいて、フィデュ―シャルマークの位置がコントローラ１００により分析される。これにより、回路基板３８の停止位置が演算される。また、Ｘスライダ７０に取り付けられている上方カメラ６２によって、マスク５０が撮像される。マスク５０の下面にも、フィデュ―シャルマーク（図示省略）が記されおり、その撮像データに基づいて、フィデュ―シャルマークの位置がコントローラ１００により分析される。これにより、マスク保持装置２２によるマスク５０の保持位置が演算される。そして、演算されたマスク５０の保持位置と、回路基板３８の停止位置とに基づいて、マスク保持装置２２によるマスク５０の保持位置が、調整装置５６により調整される。この際、回路基板３８のクリームはんだの塗布予定位置と、マスク５０の貫通孔とが上下方向、つまり、Ｚ方向において一致するように、マスク保持装置２２によるマスク５０の保持位置が調整される。

【0020】

そして、Ｙスライダ６８が基板昇降装置３２の上方から退避し、回路基板３８が基板昇降装置３２の駆動により上昇する。これにより、回路基板３８がマスク５０の下面に密着する。次に、はんだ供給装置２６によって、マスク５０の上面にクリームはんだが供給される。続いて、１対のスキージ８２，８４の一方が、スキージ昇降装置８６によって下降し、その下降したスキージの先端がマスク５０の上面に接触する。そして、そのスキージが、スキージ移動装置８０によってＹ方向に移動することで、クリームはんだが、スキージによって、掻き取られる。この際、クリームはんだが、マスク５０の貫通孔の内部に充填され、回路基板３８に印刷される。これにより、回路基板３８への印刷作業が完了する。

【0021】

このように、印刷機１０では、回路基板３８及びマスク５０のフィデュ―シャルマークの撮像データに基づいて、マスク５０の保持位置を調整し、回路基板３８とマスク５０とを密着させることで、回路基板３８の塗布予定位置に適切にクリームはんだを塗布することができる。しかしながら、回路基板３８及びマスク５０のフィデュ―シャルマークを撮像するカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合には、回路基板３８とマスク５０とを適切な位置で密着させることができずに、回路基板３８の塗布予定位置に適切にクリームはんだを塗布することができない虞がある。あるいは、基板昇降装置３２が回路基板３８を昇降させる駆動軸が鉛直方向に対して傾いている場合にも、同様の問題が起こる。このため、回路基板３８とマスク５０とを密着させた状態、つまり、版合わせした状態での回路基板３８とマスク５０とのズレ量を演算する必要がある。

【0022】

そこで、従来の手法では、ガラス製の治具基板と、ガラス製の治具マスクとの各々にバーニア状のパターンを記しておいて、それら治具基板と治具マスクとの版合わせした状態での撮像データに基づいて、治具基板と治具マスクとのズレ量が演算されていた。具体的には、バーニア状のパターンが記されている治具基板と、バーニア状のパターンが記されている治具マスクとを版合わせすると、図４に示すように、治具基板のバーニアと治具マスクのバーニアとが１本のバーニア１２０として重なる。そして、そのバーニア１２０を基準として、他のバーニアのズレ量を演算することで、治具基板と治具マスクとのズレ量が演算される。ただし、図５に示すように、治具基板のバーニアと治具マスクのバーニアとが２本のバーニア１２２，１２４として重なる場合がある。このような場合には、２本のバーニア１２２，１２４のいずれか一方を基準として、治具基板と治具マスクとのズレ量が演算されるが、基準とするバーニアは作業者により決められる。このため、作業者によって基準となるバーニアが異なることで、演算される治具基板と治具マスクとのズレ量にバラツキが生じる。

【0023】

また、例えば、ガラス製の治具基板と、ガラス製の治具マスクとに大きさの異なる丸印を記しておいて、それぞれの丸印が重なるように、印刷機において治具基板と治具マスクとを版合わせする。また、マスク保持装置２２の上方に、カメラを配設し、版合わせした状態の治具基板と治具マスクとをカメラにより撮像する。そして、撮像データに基づいて治具基板の丸印と治具マスクの丸印のズレ量を演算し、そのズレ量に基づいて、治具基板と治具マスクとのズレ量を演算することもできる。ただし、その場合においてもカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合には、適切にズレ量を演算することができないため、カメラの光軸のキャリブレーションが必要となる。また、カメラの設置および、カメラの撮像位置を変更するためのカメラ移動装置が必要となり、コストが増大する。

【0024】

このようなことに鑑みて、印刷機１０では、図６に示すガラス製の治具基板１５０と、図７に示すガラス製の治具マスク１６０とを用いて、治具基板１５０と治具マスク１６０とのズレ量が演算される。具体的には、治具基板１５０は、図６に示すように、概して矩形であり、治具基板１５０の中心を挟んで対向する２つの角に、２組の基準パターン１７０が記されている。それら２組の基準パターン１７０は、治具基板１５０の中心を挟んで対照的に配置されている。なお、２組の基準パターン１７０を区別する場合には、２組の基準パターン１７０の一方を基準パターン１７０ａと記載し、他方を基準パターン１７０ｂと記載する。

【0025】

２組の基準パターン１７０は互いに同じ形状とされているため、１組の基準パターン１７０を、図８に示し、説明する。基準パターン１７０は、第１基準マーク１７２と第２基準マーク１７４と第３基準マーク１７６と第４基準マーク１７８との４つ基準マーク１７２～１７８により構成されている。それら４つの基準マーク１７２～１７８は円周上に配置されており、隣り合う２つの基準マークの中心間の距離は同じとされている。このため、それら４つの基準マーク１７２～１７８の中心は、正方形の頂点に位置している。なお、正方形は、４つの角が全て同じ、かつ、４つの辺の長さも全て同じの四角形であり、長方形は、４つの角が全て同じの四角形である。このため、本明細書での正方形は長方形に含まれる概念である。

【0026】

また、第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心とを結ぶ直線と、第３基準マーク１７６の中心と第４基準マーク１７８の中心とを結ぶ直線とが直交するように、４つの基準マーク１７２～１７８は配置されている。さらに、それら４つの基準マーク１７２～１７８は丸形状であり、第１基準マーク１７２と第２基準マーク１７４と第３基準マーク１７６とは同じ形状であるが、第４基準マーク１７８は第１基準マーク１７２，第２基準マーク１７４，第３基準マーク１７６より大きい丸形状である。なお、図７において４つの基準マーク１７２～１７８は白丸形状で示されているが、治具基板１５０には、黒丸形状で記されている。また、図８で２点鎖線により示される円，正方形，直線は仮想線である。

【0027】

なお、治具基板１５０には、図６に示すように、２組の基準パターン１７０だけでなく、２個のフィデュ―シャルマーク１８０も記されている。それら２個のフィデュ―シャルマーク１８０は、２組の基準パターン１７０が記されている２つの角と異なる２つの角に記されており、治具基板１５０の中心を挟んで対照的に配置されている。

【0028】

また、治具マスク１６０は、図７に示すように、概して矩形であり、治具マスク１６０の中心を挟んで対向する２つの角に、２組の測定パターン１９０が記されている。それら２組の測定パターン１９０は、治具マスク１６０の中心を挟んで対照的に配置されている。なお、２組の測定パターン１９０を区別する場合には、２組の測定パターン１９０の一方を測定パターン１９０ａと記載し、他方を測定パターン１９０ｂと記載する。

【0029】

２組の測定パターン１９０の各々は、測定マーク１９２のみにより構成されている。測定マーク１９２は丸形状であり、基準パターン１７０の第４基準マーク１７８より大きい丸形状である。また、測定マーク１９２は、治具マスク１６０が治具基板１５０に重ねられた場合に、基準パターン１７０の４つの基準マーク１７２～１７８の中心に配置されるように、治具マスク１６０に記されている。すなわち、測定マーク１９２は、４つの基準マーク１７２～１７８で囲まれた内部領域に、４つの基準マーク１７２～１７８のいずれにも接することなく配置可能な大きさである。なお、測定パターン１９０ａは基準パターン１７０ａに対応しており、測定パターン１９０ｂは基準パターン１７０ｂに対応している。このため、測定パターン１９０ａの測定マーク１９２は、基準パターン１７０ａの４つの基準マーク１７２～１７８の中心に配置されるように、治具マスク１６０に記されている。また、測定パターン１９０ｂの測定マーク１９２は、基準パターン１７０ｂの４つの基準マーク１７２～１７８の中心に配置されるように、治具マスク１６０に記されている。

【0030】

なお、治具マスク１６０にも、２組の測定パターン１９０だけでなく、２個のフィデュ―シャルマーク１９６も記されている。それら２個のフィデュ―シャルマーク１９６は、２組の測定パターン１９０が記されている２つの角と異なる２つの角に記されており、治具マスク１６０の中心を挟んで対照的に配置されている。

【0031】

このように、基準パターン１７０が記された治具基板１５０と、測定パターン１９０が記された治具マスク１６０とが印刷機１０において版合わせされる。つまり、印刷機１０において、治具マスク１６０がマスク保持装置２２により保持される。また、治具基板１５０が印刷機１０に搬入され、所定の位置まで搬送される。そして、Ｘスライダ７０が、カメラ移動装置６０の駆動により治具基板１５０の上方に移動し、Ｘスライダ７０に取り付けられている下方カメラ６４によって、所定の位置まで搬送された治具基板１５０が撮像される。そして撮像データに基づいて、フィデュ―シャルマーク１８０の位置がコントローラ１００により分析されて、治具基板１５０の停止位置が演算される。また、Ｘスライダ７０に取り付けられている上方カメラ６２によって、治具マスク１６０が撮像される。そして、撮像データに基づいて、フィデュ―シャルマーク１９６の位置がコントローラ１００により分析されて、マスク保持装置２２による治具マスク１６０の保持位置が演算される。そして、演算された治具マスク１６０の保持位置と、治具基板１５０の停止位置とに基づいて、マスク保持装置２２による治具マスク１６０の保持位置が、調整装置５６により調整される。そして、Ｙスライダ６８が基板昇降装置３２の上方から退避し、治具基板１５０が基板昇降装置３２の駆動により上昇することで、治具基板１５０が治具マスク１６０の下面に密着する。これにより、治具基板１５０と治具マスク１６０との版合わせ作業が完了する。

【0032】

そして、治具基板１５０と治具マスク１６０との版合わせ作業が完了すると、版合わせされた状態の治具基板１５０と治具マスク１６０とを、作業者がカメラ（図示省略）により印刷機１０の上方から撮像する。つまり、治具基板１５０の上に載せられた状態の治具マスク１６０を、治具マスク１６０の上方から、作業者がカメラにより撮像する。なお、カメラは印刷機１０に配設されておらず、作業者が手持ちで治具マスク１６０を撮像する。

【0033】

そして、作業者が、撮像により得られた撮像データを制御装置２８に入力すると、制御装置２８において撮像データが分析される。具体的には、治具基板１５０及び治具マスク１６０はガラス製であるため、撮像データに基づく画像には、図９に示すように、基準パターン１７０の４つの基準マーク１７２～１７８と測定パターン１９０の測定マーク１９２とが映り込む。そして、制御装置２８において、まず、４つの基準マーク１７２～１７８の位置が、撮像データに基づいて演算される。この際、基準マークの位置は撮像データでの画素単位の座標位置として演算される。そして、第４基準マーク１７８は、第１基準マーク１７２，第２基準マーク１７４，第３基準マーク１７６より大きいため、第１基準マーク１７２，第２基準マーク１７４，第３基準マーク１７６に対する第４基準マーク１７８の相対的な位置が特定される。この際、その第４基準マーク１７８の相対的な位置に基づいて、撮像データに基づく画像の向きが特定される。そして、図９に示すように、４つの基準マーク１７２～１７８のうちの第４基準マーク１７８が最も右側に位置するように、撮像データに基づく画像の向きが変更される。これにより、作業者が版合わせした状態の治具基板１５０と治具マスク１６０とを撮像した際の撮像方向に関わらず、撮像データに基づく画像の向きを一定とすることができる。

【0034】

次に、第３基準マーク１７６の位置と第４基準マーク１７８の位置とに基づいて、第３基準マーク１７６と第４基準マーク１７８とを結ぶ直線の傾斜角度が演算される。具体的には、例えば、第３基準マーク１７６の中心の位置が（Ｘ３，Ｙ３）であり、と第４基準マーク１７８の中心の位置が（Ｘ４，Ｙ４）である場合に、第３基準マーク１７６と第４基準マーク１７８とを結ぶ直線の傾斜角度αが下記式に基づいて演算される。
ｔａｎα＝（Ｙ４－Ｙ３）／（Ｘ４－Ｘ３）
そして、演算された直線の傾斜角度αは、撮像データに基づく画像の傾斜角度であるため、演算された傾斜角度α分、撮像データに基づく画像を回転させる。これにより、第３基準マーク１７６の中心と第４基準マーク１７８の中心とを結ぶ直線をＸ軸とし、第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心とを結ぶ直線をＹ軸とすることができる。

【0035】

続いて、第３基準マーク１７６の中心と第４基準マーク１７８の中心との間の画素数（以下、「Ｘ方向画素数」と記載する）が演算される。また、治具基板１５０での第３基準マーク１７６の中心と第４基準マーク１７８の中心との間の距離（以下、「Ｘ方向距離」と記載する）が予め測定されており、その距離が制御装置２８に記憶されている。このため、第３基準マーク１７６と第４基準マーク１７８との並ぶ方向、つまり、Ｘ方向での単位画素当たりの距離が演算される。具体的には、例えば、Ｘ方向画素数が１００画素であり、Ｘ方向距離が１０ｍｍである場合に、Ｘ方向での単位画素当たりの距離（＝１０ｍｍ／１００ｐｉｘｅｌ）が演算される。

【0036】

さらに、第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心との間の画素数（以下、「Ｙ方向画素数」と記載する）が演算される。また、治具基板１５０での第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心との間の距離（以下、「Ｙ方向距離」と記載する）が予め測定されており、その距離が制御装置２８に記憶されている。このため、第１基準マーク１７２と第２基準マーク１７４との並ぶ方向、つまり、Ｙ方向での単位画素当たりの距離が演算される。具体的には、例えば、Ｙ方向画素数が１０２画素であり、Ｙ方向距離が１０ｍｍである場合に、Ｙ方向での単位画素当たりの距離（＝１０ｍｍ／１０２ｐｉｘｅｌ）が演算される。

【0037】

なお、Ｘ方向距離とＹ方向距離とが同じであれば、演算されるＸ方向画素数とＹ方向画素数とは同じとなるはずであるが、治具基板１５０の撮像時におけるカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合には、演算されるＸ方向画素数とＹ方向画素数とは異なる数値となる。このため、上述した手法により、Ｘ方向及びＹ方向での単位画素当たりの距離を演算することで、治具基板１５０の撮像時におけるカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合であっても、治具基板１５０と治具マスク１６０とのズレ量を適切に演算することができる。また、治具マスク１６０の撮像時に用いられるカメラの画素数が判らない場合であっても、撮像データに基づいて画素数が演算されるため、画素数を制御装置２８に入力しなくても、ズレ量を適切に演算することができる。

【0038】

具体的には、先に演算されている４つの基準マーク１７２～１７８の位置に基づいて、４つの基準マーク１７２～１７８の中心の位置（以下、「演算中心位置」と記載する）が演算される。また、測定マーク１９２の中心の位置が、撮像データに基づいて演算される。この際、治具基板１５０と治具マスク１６０とが正確に版合わせされている場合には、演算中心位置と測定マーク１９２の中心の位置とは同じとなる。一方で、治具基板１５０と治具マスク１６０とがズレた状態で版合わせされている場合には、演算中心位置と測定マーク１９２の中心の位置との差が、治具基板１５０と治具マスク１６０とがズレ量となる。なお、治具基板１５０と治具マスク１６０とのズレ量として、Ｘ方向でのズレ量とＹ方向でのズレ量とが演算されるため、例えば、（ΔＸ，ΔＹ）となる。なお、治具基板１５０と治具マスク１６０とのズレ量は、撮像データでの画素単位の座標位置でのズレ量であるため、演算中心位置と測定マーク１９２の中心の位置との差に基づいて演算されたズレ量を、画素単位ズレ量（ΔＸＧ，ΔＹＧ）と記載する。

【0039】

そして、画素単位ズレ量（ΔＸＧ，ΔＹＧ）に、先に演算されている単位画素当たりの距離（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を乗じることで、距離単位ズレ量（ΔＸＫ，ΔＹＫ）を演算することができる。つまり、Ｘ方向の画素単位ズレ量ΔＸＧに、Ｘ方向での単位画素当たりの距離（＝１０ｍｍ／１００ｐｉｘｅｌ）を乗じることで、Ｘ方向の距離単位ズレ量ΔＸＫが演算される。また、Ｙ方向の画素単位ズレ量ΔＹＧに、Ｙ方向での単位画素当たりの距離（＝１０ｍｍ／１０２ｐｉｘｅｌ）を乗じることで、Ｙ方向の距離単位ズレ量ΔＹＫが演算される。

【0040】

このように、Ｘ方向とＹ方向との各々の単位画素当たりの距離（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を用いて、距離単位ズレ量（ΔＸＫ，ΔＹＫ）を演算することで、カメラの光軸のズレにより生じたＸ方向及びＹ方向での画素数の差を補正して、距離単位ズレ量（ΔＸＫ，ΔＹＫ）が演算される。つまり、治具基板１５０の撮像時におけるカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合であっても、治具基板１５０と治具マスク１６０とが実際にＸ方向にズレている距離（ΔＸＫ）及び、Ｙ方向にズレている距離（ΔＹＫ）が演算される。

【0041】

なお、距離単位ズレ量（ΔＸＫ，ΔＹＫ）は、基準パターン１７０ａと測定パターン１９０ａとの組合せと、基準パターン１７０ｂと測定パターン１９０ｂとの組合せとの各々において演算される。つまり、測定パターン１９０ａの測定マーク１９２の位置と、基準パターン１７０ａの４つの基準マーク１７２～１７８の演算中心位置との差に基づいて、第１の距離単位ズレ量（ΔＸＫ１，ΔＹＫ１）が演算される。また、測定パターン１９０ｂの測定マーク１９２の位置と、基準パターン１７０ｂの４つの基準マーク１７２～１７８の演算中心位置との差に基づいて、第２の距離単位ズレ量（ΔＸＫ２，ΔＹＫ２）が演算される。

【0042】

このように、第１の距離単位ズレ量と第２の距離単位ズレ量とが演算されると、第１の距離単位ズレ量と、そのズレ量演算時に用いられた演算中心位置とが対応付けられ、第２の距離単位ズレ量と、そのズレ量演算時に用いられた演算中心位置とが対応付けられる。つまり、第１の距離単位ズレ量と、基準パターン１７０ａの４つの基準マーク１７２～１７８の演算中心位置とが対応付けられ、第２の距離単位ズレ量と、基準パターン１７０ｂの４つの基準マーク１７２～１７８の演算中心位置とが対応付けられる。また、治具マスク１６０の中心の位置座標（以下、「マスク中心座標」と記載する）が撮像データに基づいて演算される。そして、マスク中心座標でのＸ方向及びＹ方向のズレ量と、マスク中心座標を中心とする治具マスク１６０の回転角度とが、第１の距離単位ズレ量と基準パターン１７０ａの演算中心位置との組み合わせ、及び、第２の距離単位ズレ量と基準パターン１７０ｂの演算中心位置との組み合わせに基づいて演算される。なお、この演算手法は、フィデュ―シャルマークに基づいてマスク等のズレ量及び回転角度が演算される手法と同じであり、公知の手法であるため、詳細な説明は省略する。ちなみに、治具マスク１６０の回転角度は、治具基板１５０と治具マスク１６０との相対的な回転角度である。

【0043】

そして、演算されたマスク中心座標でのＸ方向及びＹ方向のズレ量と、治具マスク１６０の回転角度とに基づいて、マスク保持装置２２による治具マスク１６０の保持位置が調整装置５６により調整されることで、治具基板１５０と治具マスク１６０とを正確に版合わせすることができる。つまり、実際のクリームはんだの塗布作業時において、マスク保持装置２２によるマスク５０の保持位置が、演算されたＸ方向及びＹ方向のズレ量と、回転角度とに基づいて調整装置５６により調整されることで、マスク５０と回路基板３８とを正確に版合わせすることができる。具体的には、コントローラ１００は、演算されたマスク中心座標でのＸ方向及びＹ方向のズレ量と、治具マスク１６０の回転角度を予め記憶する。実際のクリームはんだの塗布作業時において、印刷機１０に搬入された回路基板３８のフィデューシャルマークを下方カメラ６４が撮像する。コントローラ１００は、回路基板３８のフィデューシャルマークの撮像データと、上方カメラ６２によって撮像されたマスク５０のフィデューシャルマークの撮像データとに基づいて、回路基板３８とマスク５０とのズレ量及び回転角度を演算した値に、予め記憶したズレ量及び回転角度を加味することで、調整装置５６が調整するＸ方向及びＹ方向のズレ量と回転角度を演算する。

【0044】

このように、基準パターン１７０が記された治具基板１５０と、測定パターン１９０が記された治具マスク１６０とを用いて距離単位ズレ量を演算することで、バーニアが記された治具基板及び治具マスクを用いる場合に生じる作業者毎のズレ量のバラツキを防止することができる。また、治具基板１５０及び治具マスク１６０を用いることで、撮像時のカメラの光軸が鉛直方向からズレている場合であっても、Ｘ方向及びＹ方向の距離単位ズレ量を適切に演算することができる。このため、印刷機１０にカメラ及び、カメラ移動装置を配設しなくても、作業者が手持ちで撮像することが可能となり、装置のコストダウンを図ることができる。つまり、版合わせされた状態の治具基板１５０と治具マスク１６０とを撮像するためのカメラがない印刷機においても、適切に距離単位ズレ量を演算することができる。

【0045】

なお、上記実施例において、制御装置２８は、演算装置の一例である。治具基板１５０は、基板の一例である。治具マスク１６０は、マスクの一例である。第１基準マーク１７２は、第１のマークの一例である。第２基準マーク１７４は、第２のマークの一例である。第３基準マーク１７６は、第３のマークの一例である。第４基準マーク１７８は、第４のマークの一例である。測定マーク１９２は、第５のマークの一例である。

【0046】

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、４つの基準マーク１７２～１７８が正方形の頂点に位置するように、治具基板１５０に記されているが、長方形の頂点に位置するように、４つの基準マークが治具基板１５０に記されてもよい。具体的には、図１０に示すように、第１基準マーク２００と第２基準マーク２０２と第３基準マーク２０４と第４基準マーク２０６との４つの基準マーク２００～２０６の中心が円周上に配置されており、隣り合う２つの基準マークの中心を結ぶ直線同士が直交している。このため、それら４つの基準マーク２００～２０６の中心は、長方形の頂点に位置している。なお、第１基準マーク２００の中心と第２基準マーク２０２の中心とを結ぶ直線と、第２基準マーク２０２の中心と第４基準マーク２０６の中心とを結ぶ直線とが直交している。このため、それら４つの基準マーク２００～２０６を用いる場合には、第１基準マーク２００の中心と第２基準マーク２０２の中心とを結ぶ直線がＸ軸となり、第２基準マーク２０２の中心と第４基準マーク２０６の中心とを結ぶ直線がＹ軸となるように、撮像データに基づく画像が回転させられる。

【0047】

また、上記実施例では、第３基準マーク１７６の中心と第４基準マーク１７８の中心とを結ぶ直線の傾斜角度が演算されているが、第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心とを結ぶ直線の傾斜角度が演算されてもよい。このような場合には、第１基準マーク１７２の中心と第２基準マーク１７４の中心とを結ぶ直線の傾斜角度に基づいて、撮像データに基づく画像が回転させられる。

【0048】

また、上記実施例では、治具基板１５０に基準パターン１７０が記され、治具マスク１６０に測定パターン１９０が記されているが、治具基板１５０に測定パターン１９０が記され、治具マスク１６０に基準パターン１７０が記されてもよい。

【0049】

また、治具基板１５０及び治具マスク１６０がガラス製とされているが、ガラス以外の光を透過する素材であってもよい。また、治具基板１５０及び治具マスク１６０として、光を透過しない素材の治具基板及び治具マスクを採用してもよい。このような場合には、治具基板に記されるマークが露出するように、治具マスクに貫通孔が形成される。これにより、治具基板と治具マスクとが版合わせされた状態において、治具基板に記されるマークと治具基板に記されるマークとが、上方からの視点において露出する。

【0050】

また、上記実施例では、マスク５０の保持位置が調整装置５６により調整されているが、回路基板３８の保持位置が調整機構により調整されてもよい。つまり、治具基板１５０と治具マスク１６０とのＸ方向及びＹ方向の相対的なズレ量と、治具基板１５０と治具マスク１６０との相対的な回転角度が演算され、演算された相対的なズレ量及び回転角度に基づいて、回路基板３８とマスク５０との少なくとも一方の位置が調整されればよい。

【0051】

また、上記実施例では、印刷機１０の制御装置２８において上述した各種の演算処理が実行されているが、印刷機１０の外部の情報処理装置において上述した各種の演算処理が実行されてもよい。このような場合には、演算されたズレ量などが制御装置２８に入力されることで、調整装置５６の作動が制御される。

【0052】

また、上記実施例では、版合わせされた状態の治具基板１５０と治具マスク１６０とが作業者により撮像されているが、マスク保持装置２２の上方にカメラを配設し、版合わせされた状態の治具基板１５０と治具マスク１６０とが、そのカメラにより撮像されてもよい。このような場合には、そのカメラの光軸の鉛直方向での精度は低くてもよい。

【符号の説明】

【0053】

２８：制御装置（演算装置） １５０：治具基板（基板） １６０：治具マスク（マスク） １７２：第１基準マーク（第１のマーク） １７４：第２基準マーク（第２のマーク） １７６：第３基準マーク（第３のマーク） １７８：第４基準マーク（第４のマーク） １９２：測定マーク（第５のマーク）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】